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长输管道下向焊技术比较分析

发表时间：2021/7/28 来源：《中国科技信息》2021年9月上作者：郑方前

[导读] 如今石油与天然气俨然已经成为了影响社会及工业发展进程的重要能源，因此我国十分重视油气相关产业的发展。

中石化胜利油建工程有限公司第四项目管理部郑方前

摘要：如今石油与天然气俨然已经成为了影响社会及工业发展进程的重要能源，因此我国十分重视油气相关产业的发展。因此，我国在近年来建设了多条油气长输管道，其中著名的就是西气东输工程。可以说，如今正迎来了一个长输管道建设高峰期。长输管道下向焊技术是长输管道在建设过程中的一项关键技术，目前我国对该技术已经具有了丰富的经验。以下笔者就结合实际，来浅要谈谈长输管道下向焊技术的现状及运用，仅供参考。
关键词：长输管道；下向焊；技术对比；半自动；全自动
        当今时代，随着社会发展进程的不断加快，对油气需求量与日俱增，所以这也推动了油气运输行业的发展。我国的油气运输主要依托于管道运输，由于我国地域广阔，油气运输距离长、跨度大，所以建设了许多长输管道。而在长输管道的建设过程中，下向焊技术是一项关键技术。目前我国的手工下向焊技术主要有全纤维素型、混合型及复合型三种，另外在近年来还发展出了半自动和全自动下向焊技术。本文主要介绍了这些长输管道下向焊技术的现状及运用。
        1几种常见的手工下向焊技术
        在压力管道工程的安装过程中，进行管道之间的焊接是非常普遍的方法，管道焊接质量的好坏能够影响管道在后续当中的使用，是专业技术人员都重点关注的管道安装的环节。同时，在压力管道发生的事故当中，由于管道焊接的质量而导致事故发生的比重是很大的。所以必须提升管道焊接技术专业人员的焊接技术和焊接能力，提高管道焊接的质量，从而使得整个压力管道工程的安装质量得到提升。
        1.1全纤维素型下向焊技术
        全纤维素型下向焊技术是常见手工下向焊技术的一种，也是我国最早期的长输管道下向焊技术。该技术对焊机具备一定的要求，如必须要具备一定的陡降外特性、焊机的外拖推力电流在起作用时必须要具备足够大的数值、静特性曲线外拖拐点要适当提高等。在我国有些区域，例如水网地带，使用半自动或全自动的长输管道下向焊技术具有一定的环境限制，反而不如使用传统手工的全纤维素型下向焊技术。全纤维素型下向焊技术在实施中最关键的一点就是要在打底焊时是单面焊双面成形，并且在仰焊位置时要有效预防熔滴受重力作用影响而背面发生凹陷或铁水粘连焊条。
        1.2混合型下向焊技术
        混合型下向焊技术也是常见的一类手工下向焊技术，该技术是先应用纤维素型焊条进行打底焊及热焊，然后再运用低氢型焊条来填充焊及盖面焊，简而言之就是纤维素焊条与低氢型焊条相结合的混合型下向焊技术。我国首次运用该技术是在1996年建设陕京输气管道时，当时由于该管道工程的环境条件十分恶劣，必须要求焊接接头具备良好的低温冲击韧性，而传统的全纤维素型下向焊技术又不能满足其要求，所以才运用了混合型下向焊技术。这是因为在混合型下向焊技术中，低氢型焊条具有更好的抗冷裂性和冲击韧性；不过其也存在一点缺点，就是熔化速度较慢，因此在实际焊接时要尽量提高焊接速度。目前，该技术在一些焊接钢管材质级别要求较高的长输管道的建设中已经得到了广泛应用。
        1.3复合型下向焊技术
        复合型下向焊技术指的是在打底焊和热焊施工中采用下向焊方法，而在填充焊及盖面焊施工中则应用向上焊工艺技术。

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在上个世纪九十年代未，在国内外的油气长输管道中开始大量应用大壁厚管材，以我国北方地区为例，由于我国北方气候寒冷，所以油气长输管道的壁厚基本达到了1000mm左右，属于大壁厚管道。下向焊比向上焊的焊热输入低、熔深浅及焊道薄，而随着油气长输管道建设规模的不断扩大及建设长度的不断增加，焊接时间及劳动强度也逐渐加大，以及钢管壁厚及焊道层数也在不断增加，在此背景下如果只采用单纯的下向焊技术是无法提高焊接速度及焊接效率的。所以，人们才研发出了复合型下向焊技术。早期的复合型下向焊技术主要就是针对大壁厚管道焊接的，目前也仍是如此，该技术在一些焊接壁厚较大的长输管道中应用比较广泛。
        2半自动和全自动下向焊技术
        2.1半自动下向焊技术
        随着科技的发展，长输管道下向焊技术也在不断进步。与传统手工下向焊技术相比，半自动下向焊技术的自动化程度更高，相应的人工劳动强度更低。我国开始使用半自动下向焊技术是在上个世纪九十年代，该技术是由西方发达国家研发出来的，而我国逐渐对其进行了引进与发展。半自动下向焊技术除了更容易掌握及具有较高的生产效率，同时焊接质量也较高，经济性也较好，总体来说优势十分显著。目前，常见的半自动下向焊技术主要有两类：一类是药芯焊丝自保护半自动下向焊技术，一类是二氧化碳活性气体保护半自动下向焊技术。这两类技术各有优势，前者质量好、效率高、综合成本低，后者则有效保证了焊接过程的稳定、提高了焊缝的美观、显著降低了飞溅，同时干伸长变化影响小。
        2.2全自动下向焊技术
        现代随着长输管道建设规模的不断扩大，长输管道工程的施工难度和劳动强度不断增加，而为了尽可能地降低施工难度及减轻人工劳动力，全自动下向焊技术应运而生。全自动下向焊技术在应用中采用了可熔化的焊丝，同时将被焊金属间的电弧作为热源，用于对焊丝和钢管进行熔化，并在焊接过程中向焊接处输送保护气体，从而将空气的有害作用进行有效隔离，最终通过连续送丝实现下向焊接。全自动下向焊技术具有焊接工艺简单、保护简单、易于观察、生产效率高以及便于控制等优势，尤其是适合于进行全位置焊接施工。
        3结语
        压力管道焊接工作的负责单位要构建完善的焊接质量的管理制度，根据国家相关的焊接的管理制度以及规章的要求，结合单位内所有焊接人员自身的电焊技术来制定相应的标准和管理制度，以此来更好地规范焊接人员的工作规范性，保证焊接质量。相应的制度建立之后更重要的是在今后的焊接工作当中进行良好地落实，将焊接的责任详细地分化到每一个焊接人员和焊接的环节当中，当出现问题时就能够更加及时地找到相应的负责人，这样能够在一定程度上加强焊接人员的责任意识，提高焊接人员对于焊接工作的责任心，能够让焊接人员在今后的工作中更加严格按照标准进行细致的工作。让每一名焊接技术人员能够详细地知道自己所需要操作的环节的操作流程和操作规范，让技术人员能够意识到自身环节对于整个焊接工作的重要性，提高焊接人员之间的合作能力和合作意识。同时，也要建立对于焊接工作质量的查验和监察的相关部门，制定科学和严格的验收制度，通过各个环节来提高压力管道焊接的质量。
        综上所述，我国的长输管道在建设过程中，对下向焊技术的应用十分广泛。以往最常采用的是手工下向焊技术，包括全纤维素型下向焊技术、混合型下向焊技术及复合型下向焊技
术，后来，随着科技的进步与发展，半自动和全自动下向焊技术也逐渐得到发展。
参考文献：
[1]查安发，朱勤，李峰.长输管道下向焊技术的现状及焊接材料的发展[J].化工装备技术，2018，31（01）:35-39.
[2]常兴，宗照峰，林伟杰，吴勇，王文焱.我国长输管道下向焊技术的现状及发展趋势[J].焊接，2020，（11）:5-8.